Bài tập lớn mô phỏng tốc độ động cơ một chiều không chổi than trường Đại học Cần Thơ

BÀI BÁO CÁO MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN ( Simulation of brushlees DC mortor ); Giới thiệu động cơ một chiều không chổi than; Định nghĩa Động cơ một chiều không chổi than (Brushless); Mô phỏng tốc độ động cơ trên Matlab simulink.

BÀI BÁO CÁO MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN ( Simulation of brushlees DC mortor ) I Giới thiệu động chiều không chổi than Định nghĩa: Động chiều không chổi than (Brushless Direct Current- BLDC) động điện sử dụng chế chuyển mạch điện tử thay sử dụng chổi than cổ góp động điện chiều Cấu tạo: - Cấu tạo BLDC motor gồm: stato, roto cảm biến vị trí + Stato: bao gồm lõi thép thép kỹ thuật điện ghép cách điện với dây quấn + Roto: roto bao gồm trục động nam châm vĩnh cữu bố trí xen kẽ cực bắc cực nam + Cảm biến: BLDC motor sử dụng cảm biến vị trí hiệu ứng Hall (gọi tắt cảm biến Hall) Cảm biến Hall gắn stato để phát nam châm vĩnh cửu roto qt qua Hình 1: Cấu tạo BLDC motor Nguyên lí hoạt động - Nguyên lý hoạt động động DC không chổi than xác định vị trí Rotor để điều khiển dịng diện vào cuộn dây Stator tương ứng, không động thay đổi chiều quay khởi động tự động Chính ngun tắc điều khiển dựa vào vị trí Rotor mà động BLDC ln cần có điều khiển chun dụng phối hợp với cảm biến Hall để điều khiển động cơ.[1] Hình 2: Ngun lí hoạt động động BLDC Điều khiển động BLDC - Phương pháp điều khiển truyền thống động BLDC đóng cắt khóa mạch lực (IGBT MOSFET) để cấp dịng điện vào cuộn dây stator động dựa theo tín hiệu Hall sensor đưa Sơ đồ nguyên lí mạch lực động sau: Hình 3: Sơ đồ cấp điện cho cuôn dây stato - Chế độ điều khiển gọi chế độ điều khiển 120° Đây chế độ điều khiển BLDC - Trong thời điểm ln ln có pha dẫn điện, ta cịn gọi chế độ điều khiển pha dẫn - Dưới pha dẫn ta thấy có dịng điện chiều sức điện động chiều, động BLDC có đặc tính đặc tính điều khiển giống với động chiều Chính mà động có tên gọi “động chiều khơng chổi than” thực động xoay chiều đồng nam châm vĩnh cửu - Vịng điều khiển tốc độ ngồi giống với động chiều Sai số tốc độ đặt tốc độ thực đưa vào điều chỉnh tốc độ G, đầu điều chỉnh G lượng đặt dịng điện Id* - Tín hiệu Hall sensor đưa giải mã thành thông tin dòng điện yêu cầu pha Ia, Ib, Ic kết hợp với giá trị dòng Id* qua khâu logic đưa lượng đặt dòng điện Ia*, Ib*, Ic* [2] II Mơ hình tốn động BLDC Motor 1.Khối động Hình 4: Khối động DC Rm : Điện trở động (ohm) (nhà sản xuất cung cấp) Lm : hệ số điện kháng (H) (nhà sản xuất cung cấp) Kb : số phản điện (V/(rad/sec)) (nhà sản xuất cung cấp) Kt : số momen (Nm/A) (nhà sản xuất cung cấp) Jm : momen qn tính rơto (kg.m2) (nhà sản xuất cung cấp) Cm : hệ số ma sát nhớt (N.m) Tf : momen ma sát (Nm) (nhà sản xuất cung cấp) τ1: momen xoắn cản (Nm) ω: vận tốc motor (rad/s) τm : mô men xoắn nội (tải) (Nm) θm : góc xoay trục động (rad) Phương trình đặc tính động chiều khơng chổi than • Phần điện: e = Lm + Rm i + Eb = Lm + Rm i + Kbω • Phần cơ: (với Eb =Kbω) Jm = τm - Tf - Cmω - τ1 (với τm = Kt i ) = Kt i - Tf - Cmω - τ1 Công suất điện: Pe = Ebi Công suất cơ: Pm = τmω (5) (W) (W) Theo định luật bảo toàn lượng: Pe = Pm => Kbωi = Kt iω (4) Ebi = τmω suy ra: Kb = Kt Biến đổi Laplace từ (4) (5) ta có dạng sau: (s + )* I(s) + *Ω(s) = E(s) I(s) – (s + )*Ω(s) = (s) + τ1(s) Giả thuyết số = *sgn(Ω) số sgn(Ω) = Ω >0 Ω=0 –1 Ω0) van toc quay thuan; Tiến hành mơ động Matlab Simulink Hình 6: Sơ đồ khối động Sau mô Matlab Simulink  Với khoảng thời gian 0.5s thời gian để động đạt tốc độ tối đa khoảng t ≈ 0.15s KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu qua nhiều nguồn tài liệu em thực yêu cầu sau: + Tìm hiểu tổng quan động chiều không chổi than, + Xây dựng mơ hình tốn động ( tham khảo ) + Mô tốc độ quay động chiều không chổi than Em xin cảm ơn! tháng 11 năm 2021 Cần thơ,ngày 10 Sinh viên làm Nguyễn Nhật Linh_B2012513 Lớp: TN20S3A2 Tài liệu kham khảo: [1] Kienthuctudonghoa (10/2020); https://kienthuctudonghoa.com/dong-co-bldc/ [2] Sieuthicuatudong; https://sieuthicuatudong.vn/3448/tim-hieu-tat-tan-tat-moi-thuve-dong-co-mot-chieu-khong-choi-than-brushless-dc-motor.html [3] Kham khảo luận văn thầy Nguyễn Văn Đông Hải (12/2015) trang kham khảo (23,24, 25,26,27) https://www.mediafire.com/file/xm3fr9v1s55dvdt/luan_van_nguyen_van_dong_hai.p df/file ... + Tìm hiểu tổng quan động chiều không chổi than, + Xây dựng mơ hình tốn động ( tham khảo ) + Mô tốc độ quay động chiều không chổi than Em xin cảm ơn! tháng 11 năm 2021 Cần thơ, ngày 10 Sinh viên... ? ?động chiều khơng chổi than? ?? thực động xoay chiều đồng nam châm vĩnh cửu - Vòng điều khiển tốc độ giống với động chiều Sai số tốc độ đặt tốc độ thực đưa vào điều chỉnh tốc độ G, đầu điều chỉnh... gọi chế độ điều khiển pha dẫn - Dưới pha dẫn ta thấy có dịng điện chiều sức điện động chiều, động BLDC có đặc tính đặc tính điều khiển giống với động chiều Chính mà động có tên gọi ? ?động chiều